光电应用专栏
随着光电行业下游的发展，光电的应用领域越来越受重视，光电杂志将重点聚焦光电在面向光通信/信息处理与储存、消费电子、先进制造、国防安防、半导体加工、能源、传感及测试测量、照明显示、医疗等九大应用领域的内容。更多应用干货，请持续关注。
1、红外成像仪主要应用于军品和民品市场。2018年国内军品市场容量约300亿元，保持4%的复合增长速率，民品市场容量约为180亿元，年复合增长率11%。
2、从供给端来看，本行业的竞争主体集中在美、英、法、德、日和以色列等国。其中，美国凭借其强大的科研优势保持领先。全球军用红外热像仪市场的前10大供应商中，美国厂商共占7席。其中排名前3 位的美国Lockheed Martin公司、Raytheon公司、L-3公司占据了全球军用红外热像仪市场45%以上的份额。
3、红外成像仪上市公司近3年的平均毛利率超过50%，成像仪的核心器件探测器占据成本的80%，探测器占据了整个行业的价值链高点，目前非制冷探测器还一定程度依赖进口，投资价值显现，国内高德红外占据市场龙头地位，整个市场格局初步形成。
4、从技术端看，红外成像仪沿着多色探测、高性能、低成本的方向发展，图像识别和机器学习技术赋予红外成像仪强大的性能，未来在军品、民品尤其是无人驾驶领域会有很好的应用。
红外热成像是一种可将红外图像转换为热辐射图像的技术，该技术可从图像中读取温度值。红外热像仪（Infrared Thermal Imager）是一种用来探测目标物体的红外辐射，并通过光电转换、电信号处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的高科技产品。
它涉及光学、机械、微电子、物理学、计算机、图像处理等多个学科的综合与交叉，产品组成主要包括红外光学系统、焦平面探测器、后续电路和嵌入式图像处理软件等。
（1）红外热像仪成像原理
红外热像仪基本原理是：某个物体发出的红外辐射通过光学镜头聚焦在红外探测器上，探测器将红外辐射转换成电信号，硬件电路再对电信号进行处理，将探测器发来的数据转译成可在取景器或标准视频监视器或 LCD 显示屏上查看图像。
（2）红外探测系统主要组成部件及功能
热像仪非常灵敏，能探测到小于0.1℃的温差。例如，FLIR红外热像仪可识别细微至0.02°C的温度变化，拥有先进的探测技术和先进的数学算法，精确测量-80°C至+3000°的对象的温度。
探测器是红外热像仪的核心
红外探测器技术是红外技术的核心，红外探测器的发展也引领着红外技术的发展。
第一代以机械扫描方式实现目标成像；
第二代凝视型焦平面探测器的单元数量比一代高三个数量级，进入二十一世纪，红外焦平面技术又发展到了第三代，它与第二代相比，更注重多色探测、高性能和低成本的特质。
第三代红外探测器中，单色探测器包括：大面阵InSb中波红外探测器、InGaAs近红外探测器和非制冷红外探测器。双色或多色红外探测器包括：碲镉汞、量子阱和II类超晶格探测器红外探测技术，这三种红外探测器技术的红外吸收机制不同，各具优缺点，也应用于不同的领域，被公认为是第三代红外探测器技术。
在红外成像系统中，红外探测器和光学系统是关键的组成部分，决定着红外成像系统的成像质量和应用范围，也是产品成本构成在主要部分。
热像仪成像效果
（3）图像处理的方法
由于红外成像的机理以及红外成像系统自身的原因，红外图像与可见光图像相比，大多图像较为模糊、噪声大的特点，所以一般会才使用图像算法来去噪，以及分割出兴趣目标，为红外图像的后续处理做好准备。
红外图像+AI，提升识别率和清晰度
通过卷积神经网络的处理，热图像中人的眼睛、鼻子、嘴唇等的边界被标记出来，从而可以确定出人脸的整体形状。
接下来，非线性回归模型将这些特征映射到相应的面孔样貌中。这种被称为多区域合成的系统通过损失函数进行训练，热图像和可见图像之间的误差会被最小化，从而可以构建出一个相对准确的人脸图像。
红外成像产业链图谱
产业上游：红外探测器
在红外成像系统中，红外探测器和光学系统是关键的组成部分，决定着红外成像系统的成像质量和应用范围，也是产品成本构成在主要部分。
探测器是热像仪成本的重要组成部分，探测器的量产能直接显著降低红外热像仪成本。在制冷热像仪中，探测器成本占比达到70%；在非制冷热像仪中，探测器成本占比约 1/3-1/2。
探测器自身的成本也因制冷和非制冷而不同：制冷型（比如碲镉汞）探测器的成本构成中，芯片、制冷机、封装+电子通常各占 1/3，非制冷探测器则主要是物料和摊销成本。
此外，探测器的平均成本一般随着产量增加而降低。这是因为电子芯片产品的一次性投入（生产线）很多，固定成本很大，但是后续生产过程中单位产品的可变成本较低，所以探测器的量产对于降低成本从而降低价格具有重要意义。
我国红外产业在技术基础和行业规划上还不完全成熟，客观上也为行业的进入者提供了一定机遇。近几年我国的红外产品市场发展很快，但由于核心器件（如非致冷探测器）一定程度上依靠进口，价格、质量和维护等因素严重地制约了国内红外产业的发展和市场的广泛推广，远不能适应国内日益增长的市场需求。
在红外技术产业中，与红外热成像技术和红外探测技术相关的产品占主导地位，而其它红外技术类的产品在整个产业格局中所占比重过小或发展缓慢，加之企业各自为战，缺少顶层规划和行业约束，一方面容易导致恶性竞争，另一方面也为行业的进入者提供障碍。
产业链：下游应用客户
军用红外热像仪
陆军主要将其用于夜间监视、瞄准、侦察、射击指挥、制导和防空等；海军主要将其用于监视、巡逻、观察和导弹跟踪等；
空军主要将其用于轰炸机、侦察机和攻击机等的导航、着陆、营救、空中侦察、高空摄影和射击投弹等。从空间到地面，从水下到空中，红外成像仪已成为现代高技术常规兵器装备中不可缺少的重要部分。
红外热像仪产品市场主要分为军用产品以及民用产品，两个市场相互独立，有着不同的市场特性。
红外热像仪产品源于军用。全球军用红外热像仪产品市场空间较大，并保持稳定增长，2013年全球红外军用市场规模达到79.00亿美元，2018年的市场规模预计可达98.26 亿美元，其中红外探测器及探测器模块12.3亿美元，红外系统85.96亿美元。
军用红外热像仪产品销售金额复合年增长率4.47%，其中红外探测器及探测器模块增长率2.9%，红外系统增长率4.7%。
由于红外热像仪及其相关技术的成熟和发展，红外热像仪在民用领域得到了更加广泛的应用，民用市场也保持着很快的增长速度，增长幅度也要远远大于军用领域。
2013年民用红外热像仪的市场规模达到29.56亿美元，预计在2019年，其市场规模可达55.07亿美元，其中制冷型15.12亿美元，非制冷型39.95亿美元；民用红外热像仪的销售金额复合年增长率为11.00%，其中制冷型增长率6.0%，非制冷型增长率13%。
（1）军用市场格局
军用红外热像仪产品关乎现代战争胜败，其产品和技术高度保密，产品市场以国家为主体垄断竞争。在军用领域，由于红外热像仪产品是关乎现代战争胜败的关键装备之一，具有高度的军事敏感性，军用产品往往以国家为单位实施产品与技术垄断，尤其是各技术领先国对军用产品和技术高度保密。
大多数军品生产企业的产品主要提供给本国军方，对外出口并不由市场决定，而是由国家的政治、军事政策决定。在国际市场上，不同国家的红外热像仪企业之间在军用领域一般不会产生直接的市场竞争。
美国主导了全球军用红外热像仪市场，市场市场份额约为 50%，世界前10大供应商占据7席。以美军为代表的西方发达国家军队装备红外热像仪的普及率远高于世界其他地区，因此行业的竞争主体集中在美、英、法、德、日和以色列等国。
其中，美国凭借其强大的科研优势保持领先，在国际军品市场占据绝对主导地位，英国、法国、日本、德国、以色列等国的相关企业在各自特定领域保持相对优势，与美国展开部分竞争。
据权威机构Maxtech International统计，2014年全球军用红外热像仪市场的前 10 大供应商中，美国厂商共占 7席。
其中排名前3位的美国 LockheedMartin公司、Raytheon 公司、L-3公司占据了全球军用红外热像仪市场 45%以上的份额，排名四到十名分别是：法国的 Thales 公司、法国的Sagem公司、美国的Northrop Grumman公司、美国的FLIR Systems公司、美国UTC Aerospace公司，英国的BAE Systems公司，以色列的 ELbit公司。
（2）民用市场格局
民用领域：市占率一超多强
国际民用市场上，目前北美市场占据了全球60%以上的红外热像产品份额，欧洲和亚洲市场则正处于快速发展阶段。民用领域竞争实力最强的业内公司为美国的 FLIR 公司，该公司于20世纪80年代推出第一台民用红外热像仪，目前已成为世界上规模最大、品种最齐全的红外热像仪产品供应商。
根据MaxtechInternational统计，2014年该公司占据了全球民用红外热像仪市场40%的市场份额，其中测温类红外热像仪领域的市场占有率高达61%。
另外，美国DRS公司、英国BAE Systems公司、美国L-3公司、美国FLUKE公司等也都是民用红外热像仪领域较强的竞争者。另外根据相关测算，2014年久之洋红外热像仪产品的市场占有率约为2%。
（3）国内市场格局
国内格局：国营技术强、民营产品多，探测器是弱项。由于红外成像技术广泛的军事用途，西方发达国家对我国实行严格的技术封锁与产品禁运政策。
美国政府禁止向我国销售红外探测器产品；法国采用严格审批制度，将较差的产品限量销售至我国。
我国从事红外成像产品开发的主要有研究所和企业，其中，我国从事红外热成像技术研发的民营企业有十余家，但大部分企业研发实力弱，品牌影响力小，许多企业实际上是国外产品的代理商或系统集成商。
其中，研发实力较强、能够独立开发红外热成像系统后续电路和图像处理软件的民用生产企业主要有武汉高德红外股份有限公司、浙江大立科技股份有限公司、广州飒特红外股份有限公司等。
与国外红外成像厂家相比，现阶段，我国相关厂家大多主要从事商用产品研发，国际市场占有率较低。究其原因，主要是因为国内厂家在红外成像器组件等核心器件的量产能力上发展还不够成熟。
红外成像器组件的研制与开发涉及新材料、光学、集成电路、微机电系统（MEMS）工艺、计算机和物理学等多个学科，研制难度很高。因此，长期以来，我国红外产业（尤其是民用）核心器件受制于人，企业利润也大部分被外国企业获得。
国内红外热像仪产业呈现国营技术强、民营产品多的格局，突破探测器核心部件是实现进口替代的产业目标的关键。目前国内从事红外技术产品研制、生产和经营的单位约有400余家，初具规模的约有30余家。
民用红红外热像仪的供应商有十来家，但大部分企业研发实力弱，品牌影响力小，许多企业实际上是国外产品的代理商或者是系统集成商。
国内从事红外材料、器件和系统的主要研制单位有：中电11所、兵器211所、中科院上海技术物理所、205所、航空 612 所、613所、船舶717所等。大立科技、武汉高德、久之洋、广州飒特等已成为国内红外民品产业的主力军。
由于各种原因，国营单位在民用市场的份额约为5%，大立科技、武汉高德和广州飒特三家的市场占有率大约在60%以上。中国红外热像仪产业用10年的时间从国外行业领先的FLIR、FLUKE等厂商抢回了超过50%的市场份额，初步实现了进口替代的产业目标。
总之，目前国产红外热像仪的产品性能已经基本接近进口产品，但由于品牌影响力等原因，价格只是进口产品的一半。红外热像仪的核心部件主要靠进口，核心技术受制于人。国内企业的竞争力主要体现在总体技术、光学系统、后续电路、图像处理软件等方面。
（4）国际市场格局
红外热像仪是典型的高科技产品，在国际市场上，形成了美国占据领先地位，英国、法国、日本、德国、以色列等发达国家追赶的竞争格局。
从国外成熟主要知名红外产品公司来看，雄厚的技术积累是企业的主要竞争优势。在诸多欧美公司中，美国FLIR公司、BAE（北美）公司、DRS技术公司、Raytheon公司、法国ULIS公司分别是国外军用和民用红外成像领域的佼佼者。这些企业都在军用芯片等高科技领域具有雄厚的技术积累。
重点关注红外热像仪核心器件（非制冷探测器，氧化钒和多晶硅技术路线）进口替代和应用端升级的机会。
来源：知乎
